البقاء للأقوى 💪✌
سؤال وارد ف المقابلات ايهما افضل نظم القدرة الكهربائية بتردد 50 HZ او بتردد60 HZ ؟!
معظم دول العالم ومنها أوروبا ودول آسيا تستخدم جهد 220 فولت وتردد 50 هرتز بينما يستخدم تردد 60 هرتز في عدد قليل من الدول مثل : الولايات المتحده وأجزاء من اليابان والسعودية
سؤال وارد ف المقابلات ايهما افضل نظم القدرة الكهربائية بتردد 50 HZ او بتردد60 HZ ؟!
معظم دول العالم ومنها أوروبا ودول آسيا تستخدم جهد 220 فولت وتردد 50 هرتز بينما يستخدم تردد 60 هرتز في عدد قليل من الدول مثل : الولايات المتحده وأجزاء من اليابان والسعودية
وسنسرد هنا مزايا وعيوب كلا من النظامين
♦️بالنسبة لنظام فولتية 110 من ناحية الامان يكون افضل من نظام فولتية 220 نظرا لإنخفاض الجهد ولكن في حالة جهد 110فولت يكون التيار المسحوب أكبر من التيار المسحوب في حالة جهد 220 فولت (تقريبا الضعف) نظرا لثبوت قدرة الأجهزة P=V×I×p.f
♦️بالنسبة لنظام فولتية 110 من ناحية الامان يكون افضل من نظام فولتية 220 نظرا لإنخفاض الجهد ولكن في حالة جهد 110فولت يكون التيار المسحوب أكبر من التيار المسحوب في حالة جهد 220 فولت (تقريبا الضعف) نظرا لثبوت قدرة الأجهزة P=V×I×p.f
(حيث كلما قل الجهد زاد التيار) لذلك نحتاج الى اسلاك ذات مساحة مقطع أكبر من الاسلاك المستخدمة في نظام 220 فولت نظرا لكبر التيار وبالتالي ستكون التكلفة الاقتصادية فيه اكبر من نظام 220 فولت وأيضا يزداد الهبوط فى الجهد فى حالة 110 فولت لزيادة التيار المار فى الأسلاك
♦️بالنسبه لخطوط النقل : من المعلوم أن المفاعلة الحثيه (Inductive reactance (X تتناسب طرديا مع التردد حيث X = 2π×f×L وبالتالي فى حالة تردد 60 Hz سوف تكون قيمتها أكبر من قيمتها فى حالة 50 Hz وبالتالي يزداد الهبوط فى الجهد ع طول الخط (IX) مما يقلل من كفاءة نقل القدرة و من
ناحية أخرى من المعلوم أن ظاهرة Skin effect تزداد بزيادة التردد حيث كلما زاد التردد قلت مساحة المقطع الفعلية التي يمر فيها التيار وبالتالي تزداد مقاومة الخط لأن المقاومة تتناسب عكسيا مع مساحة المقطع وبالتالي تسبب زيادة المقاومه R زيادة المفاقيد
النحاسيه (I^2×R) أي أنه في حالة تردد 60 هرتز تزداد مقاومة الخط وتزداد المفاقيد ولكن بدرجة طفيفة عن تردد 50 هرتز
♦️بالنسبه للمحولات : فى حالة تردد 60 هرتز سوف تزداد قيمة المفاقيد الحديدية iron losses وهى عباره عن نوعين
👉eddy current losses
👉Hysteresis losses
♦️بالنسبه للمحولات : فى حالة تردد 60 هرتز سوف تزداد قيمة المفاقيد الحديدية iron losses وهى عباره عن نوعين
👉eddy current losses
👉Hysteresis losses
لأن ال eddy current losses تتناسب طرديا مع مربع التردد (تتناسب مع 2^f ) أما Hysteresis losses تتناسب طرديا مع التردد (تتناسب مع f ) وبالتالى يؤدي زيادة هذه المفاقيد إلى سخونة في القلب الحديدي فى حالة تردد 60 هرتز أكبر منها في حالة تردد 50 هرتز ، كما أن حجم المحول يقل بزيادة
التردد ويتضح ذلك من المعادلة
E = 4.44 fNAB
حيث B هى كثافة الفيض المغناطيسي و A هى مساحة مقطع القلب الحديدي ومنها يكون
A= E/(4.44fN*B )
وبفرض ثبوت E,N,B نجد أن مساحة مقطع القلب الحديدى تتناسب عكسيا مع التردد وبالتالي يكون حجم المحول فى حالة تردد 60 هرتز أقل من حجمه فى حالة
E = 4.44 fNAB
حيث B هى كثافة الفيض المغناطيسي و A هى مساحة مقطع القلب الحديدي ومنها يكون
A= E/(4.44fN*B )
وبفرض ثبوت E,N,B نجد أن مساحة مقطع القلب الحديدى تتناسب عكسيا مع التردد وبالتالي يكون حجم المحول فى حالة تردد 60 هرتز أقل من حجمه فى حالة
تردد 50 هرتز حيث أن حجم المحول يعتمد على مساحة القلب الحديدي والذى يتناسب عكسيا مع التردد
♦️ فى حالة المولدات : من المعلوم أن التردد يعتمد على سرعة العضو الدوار أي على القدرة الميكانيكية المستخدمه لتحريك الروتور input mechanical power وبالتالي فى حالة التردد 60 هرتز تكون القدره
♦️ فى حالة المولدات : من المعلوم أن التردد يعتمد على سرعة العضو الدوار أي على القدرة الميكانيكية المستخدمه لتحريك الروتور input mechanical power وبالتالي فى حالة التردد 60 هرتز تكون القدره
الميكانيكية المطلوبه أكبر منها فى حالة 50 هرتز مما يعنى أن كمية الوقود المطلوبة أكبر مما يزيد من تكاليف التشغيل
♦️ فى حالة المحركات : تكون سرعة المحرك أكبر فى حالة 60 هرتز عنه فى حالة 50 هرتز لأن هناك علاقه مباشره بين السرعه والتردد
n = 120 f/p
♦️ فى حالة المحركات : تكون سرعة المحرك أكبر فى حالة 60 هرتز عنه فى حالة 50 هرتز لأن هناك علاقه مباشره بين السرعه والتردد
n = 120 f/p
♦️أما بالنسبه للعزم فمعلوم أن العزم يتناسب مع
(V/f)^2
ويمكن المقارنة بين العزم فى الحالتين كالآتي
Torque at (110 V & 60 HZ) / Torque at (220 V & 50 HZ) = ((110/60)^2) / ((220/50)^2) = 0.17
مما يعني أن العزم عند ( 110V & 60 HZ) يساوي 17 % من قيمة العزم عند (220V & 50 HZ)
(V/f)^2
ويمكن المقارنة بين العزم فى الحالتين كالآتي
Torque at (110 V & 60 HZ) / Torque at (220 V & 50 HZ) = ((110/60)^2) / ((220/50)^2) = 0.17
مما يعني أن العزم عند ( 110V & 60 HZ) يساوي 17 % من قيمة العزم عند (220V & 50 HZ)
معنى هذا أنه لو لدينا محرك يعمل عند (110V & 60 HZ) وتم تشغيله على جهد 220 فولت وتردد 50 هرتز سينخفض العزم إلى 17 % من قيمته الأصلية ولحل هذه المشكلة ولجعله يعمل عند نفس العزم الأصلي عند (110V & 60 HZ) يجب إجراء الآتي:
🙄 لا بد من جعل قيمة (V/f ) ثابتة لكي يثبت العزم وبالتالي
🙄 لا بد من جعل قيمة (V/f ) ثابتة لكي يثبت العزم وبالتالي
يجب خفض الجهد لكي يعمل المحرك بنفس العزم عند 60
110/60 = New Voltage /50
New Voltage = 110 * (50 / 60) = 91.7 V
إذا يجب تخفيض الجهد من 220 فولت إلى 91.7 فولت لكي يعمل المحرك عند نفس العزم
110/60 = New Voltage /50
New Voltage = 110 * (50 / 60) = 91.7 V
إذا يجب تخفيض الجهد من 220 فولت إلى 91.7 فولت لكي يعمل المحرك عند نفس العزم
♦️ بالنسبه للإضاءة : معلوم انه عند 50 هرتز يمر التيار بالصفر 101 مرة وفي حالة 60 يمر بالصفر 120 مرة خلال الثانية طبعا وهذا يؤدي لزيادة شدة الاضاءه ( عند تردد 60 هرتز )
♦️أخيرا ليس هناك فروق جوهرية بين النظامين إذا ما تم تصميم الأجهزه والمعدات
♦️أخيرا ليس هناك فروق جوهرية بين النظامين إذا ما تم تصميم الأجهزه والمعدات
وأنظمة الكهرباء لتعمل على التردد والجهد المطلوب ولكن ذلك سيكون على حساب التكلفة التى تزيد بدرجه كبيره فى حالة تردد 60 هيرتز
#الهندسة_الكهربائية
#احمد_العزاوي
#Ahmed_Alazzawi
#الهندسة_الكهربائية
#احمد_العزاوي
#Ahmed_Alazzawi
@Rattibha لو سمحت
جاري تحميل الاقتراحات...